懸吊式集裝箱稱重裝置的原理與技術(shù)特點解答：
工作原理
檢測裝置主要由拉力傳感器、變送器、無線信號發(fā)射端、無線信號接收端、CPU 和人機界面等
部分組成。拉力傳感器安裝在集裝箱吊具的 4 個轉(zhuǎn)鎖上，檢測集裝箱 4 個角的受力情況。經(jīng)過變送
器將拉力傳感器的信號轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的可供采集、處理的模擬量信號，由無線信號發(fā)射端將此信號傳
遞給無線信號接收端，CPU 采集無線信號接收端的信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，得出集裝箱的質(zhì)量及偏載值，
并將相關(guān)數(shù)據(jù)在人機界面上進行顯示并且歸檔記錄、打印。在發(fā)生超載、偏載時，檢測裝置發(fā)出聲
光報警提醒，操作人員及時做出相應(yīng)的處理，完成對*有檢測數(shù)據(jù) ( 包括吊裝時間、箱號、總質(zhì)量，
偏載、操作員工號）的保存和管理，便于隨時查看和打印。
裝置工作流程原理：拉力傳感器→變送器→無線信號發(fā)射端→無線信號接收端→ CPU →人機
界面顯示→打印機。系統(tǒng)構(gòu)成如圖 1，裝置構(gòu)成示意圖如圖 2。
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圖 1 裝置構(gòu)成框圖
圖 2 裝置構(gòu)成示意圖
1. 稱重指示器 2.RS232 通訊線纜 3. 票據(jù)打印機 4. 無線信號通訊 5.AD 信號處理器和無線通訊
模塊 6. 稱重傳感器（分別安裝于 4 個旋鎖位置） 7. 集裝箱吊具
1.2.2 技術(shù)特點
（1） 該裝置的傳感器安裝在門座（橋架）起重機集裝箱吊具上架轉(zhuǎn)鎖處，稱重指示器安裝在門
座（橋架）起重機司機室內(nèi)，能在吊具吊運過程中檢測集裝箱的總質(zhì)量及集裝箱貨物的偏載情況 ;
（2）檢測裝置稱重*度等級應(yīng)不低于 Y（b）級， 能測量并輸出集裝箱 X 軸（長度方向），Y 軸（寬
度方向）的偏心位置?？稍O(shè)定 X 軸（長度方向）偏心超過集裝箱長度 ±5% 時報警，Y 軸（寬度方向）
的偏心位置大于 ±100 mm 報警；
（3）重量和偏心傳感器信號分別通過無線傳輸?shù)椒Q重指示器后進入車載終端（串口）。
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（4）檢測裝置主要技術(shù)參數(shù)
1）zui大秤量（Max）：40 t; 2）檢定分度值（e）*般為 50kg 或 100kg，若為其它值應(yīng)表示為
1×10k，2×10k 或 5×10k 的形式，其中“k”是正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或零。 3）O 點重心偏載量相對誤
差不超過 ±8%; 4）Y 軸（寬度方向）的偏心位置超出 ±100 mm 報警 ; 5）X 軸（長度方向）偏心超
過集裝箱長度 ±5% 時報警； 6）溫度范圍：-20 ℃～ +40 ℃。
2. 懸吊式集裝箱超偏載檢測裝置的偏載校準(zhǔn)方法
2.1 偏載校準(zhǔn)
2.1.1 重心偏載位置的設(shè)置
偏載又稱重心的偏移 （eccentricity of center of gravity），是指無論是空箱、重箱以及是否帶有附件，
其實際重心與四個底角件對角線交叉點*形成幾何中心在縱向和橫向的偏離數(shù)值 , 計量單位符號為：
mm。對偏載的校準(zhǔn)采用 20 英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，在底板建立直角坐標(biāo)系，選取 O（0,0）、A（600,100）、
B（-600，-100）三個點進行加載測量偏載，如圖 3 *示。
圖 3 設(shè)置重心偏載位置示意圖
2.1.2 校準(zhǔn)過程
（1）對集裝箱吊具進行三次提升測量，得到單次測量的空載示值 w1、w2 和 w3，x1、x2 和 x3，
y1、y2 和 y3，取平均值計算出空載的質(zhì)量示值 W0 以及偏載示值 X0、Y0；
取平均值，得到空集裝箱的重量示值 w'
0 和偏載示值 x'
0 和 y'
0；
(3) 將加載砝碼中心放置集裝箱底面圖 1 *示的 A（600,100）坐標(biāo)點位置，提升三次，分別得到
A 點單次測量重心偏移的示值 : xA1、yA1；xA2、yA2 ；xA3、yA3。取單次測量結(jié)果的平均值作為重心偏
移的示值：
A 點重心縱向偏移的示值為：
A 點重心橫向偏移的示值為：
(4) 將加載砝碼中心放置集裝箱底面圖 1 *示的 B（-600,-100）坐標(biāo)點位置，提升三次，分別得
到 B 點單次測量重心偏移的示值 : xB1、yB1；xB2、yB2 ；xB3、yB3 。取單次測量結(jié)果的平均值作為重心
偏移的示值：
B 點重心縱向偏移的示值為：
B 點重心橫向偏移的示值為：
（5）將加載砝碼仍保持在 B 點不動，將集裝箱吊具相對集裝箱水平旋轉(zhuǎn) 180 度，認(rèn)為 點，提升
三次得到 點每次重心偏移的示值 : x'
B1、y'
B1；x'
B2、y'
B2 ；x'
B3、y'
B3 。取單次測量結(jié)果的平均值作為重
心偏移的示值：
B'
點重心縱向偏移的示值為：
B'
點重心橫向偏移的示值為：
WF 為加載砝碼的標(biāo)稱質(zhì)量。
(7) 計算偏載示值誤差
A 點縱向偏移量示值誤差：E AX=XA-L AX （式 17）
A 點橫向偏移量示值誤差：E AY=YA-L AY （式 18）
B 點縱向偏移量示值誤差：E BX=XB-L BX （式 19）
B 點橫向偏移量示值誤差：E BY=YB-L BY （式 20）
單次測量的重心偏載示值誤差也應(yīng)符合表 1 的規(guī)定。
(8) 確定偏載固有誤差
縱向偏載固有誤差 :
橫向偏載固有誤差 :
固有誤差也應(yīng)符合表 1 的規(guī)定。
2.1.3 偏載測量誤差的力學(xué)分析
（1）偏載測量誤差力學(xué)分析
4 吊點集裝箱吊具安裝 4 個稱重傳感器計算偏載的方法：
x 為同側(cè) x 方向傳感器距離，l(x) 為 x 軸方向偏載理論誤差。y 為同側(cè) y 方向傳感器距離，l(y) 為 y
軸方向偏載理論誤差。
F=F1+F2+F3+F4（式 25）
F－－－－－－ 集裝箱及物料的總重量；
F1+F2+F3+F4－－－－－－4 個傳感器分別測出的 4 角（吊點）處集裝箱的重量；
檢測裝置 Max=40 t, 檢定分度數(shù)為 n=100~1000， e=50kg, Y(b) 級檢測裝置在zui大允許誤差（相
對誤差）為 ±1.0% 時， 20´GP(20 feet general purpose) 外部尺寸：長 5890 mm× 寬 2350 mm× *
2390 mm；縱向 (x 軸 ) zui大允許誤差為 5890 mm×（±1.0%）＝ ±59 mm，橫向 (y 軸 ) zui大允許誤
差為 2350 mm×（±1.0%）＝ ±23 mm。
(2) 偏載測量zui大允許誤差（MPE）
表 1 偏載測量zui大允許誤差（MPE）
3. 應(yīng)用評價
（1）現(xiàn)行 JJG 1124 檢定規(guī)程沒有對集裝箱偏載項目進行規(guī)定，鐵路部門對集裝箱超偏載檢測裝
置的偏載指標(biāo)有溯源要求。作者按照本文提到的主要方法在集團*范圍內(nèi)對集裝箱超偏載檢測裝
置的偏載指標(biāo)進行校準(zhǔn)試用，并對校準(zhǔn)結(jié)果計量確認(rèn)。按照校準(zhǔn)結(jié)果對偏載符合要求的集裝箱進行
裝車，經(jīng)鐵路貨車超偏載檢測裝置檢測驗證，有效的減少了承運集裝箱貨車的偏載數(shù)據(jù)超差現(xiàn)象。
（2）本文提到的校準(zhǔn)方法是利用 20 英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱、M12 等級標(biāo)稱值為 2t 和 3t 的標(biāo)準(zhǔn)砝碼及
砝碼重心定位底座、叉車等標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)施進行校準(zhǔn)作業(yè)的，標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)施均為常見設(shè)備，
測量方法簡便易行，數(shù)據(jù)方便后續(xù)計算機處理與統(tǒng)計，校準(zhǔn)點坐標(biāo)參考值選取與《鐵路貨物裝載加
固規(guī)則》規(guī)定的*限誤差相*致，能夠滿足鐵路*計量器具量值溯源的需要。
